Для излучателей квантовых переходов между стационарными состояниями атомов и молекул очень важны строгие О. п. для квантовых чисел J
и m>j
, определяющих возможные значения полного момента количества движения М
и его проекции M>z
по правилам квантования:
,
(
—
Планка постоянная
,
J
и
m>J
— целые или полуцелые числа, причём
m>J
=
J
,
J
— 1,......, —
J
; см.
Квантовые числа
). Эти правила связаны с равноправием в пространстве всех направлений (для любой точки — сферическая симметрия) и всех направлений, перпендикулярных выделенной оси
z
(аксиальная симметрия), и соответствуют сохранению момента количества движения и его проекции на ось
z
. Из законов сохранения полного момента количества движения и его проекции для системы, состоящей из микрочастиц и из испускаемых, поглощаемых и рассеиваемых фотонов, следует, что при квантовом переходе
J
и
m>J
могут изменяться в случае электрического и магнитного дипольных излучений (см.
Излучение
электромагнитное) лишь на 0, ±1, а в случае электрического квадрупольного излучения (а также в случае
комбинационного рассеяния света
) — на 0, ±1, ±2.
Другое важное О. п. связано с законом сохранения полной чётности
для изолированной квантовой системы (этот закон нарушается лишь слабым взаимодействием
элементарных частиц). Квантовые состояния атомов, всегда имеющих центр симметрии, а также тех молекул и кристаллов, которые имеют такой центр, делятся на чётные и нечётные по отношению к пространств. инверсии (отражению в центре симметрии, т. е. к преобразованию координат х'
®
—х
, у'
® —у
, z'
® —z
); в этих случаях справедлив т. н. альтернативный запрет для излучательных квантовых переходов: для электрического дипольного излучения запрещены переходы между состояниями одинаковой чётности (т. е. между чётными или между нечётными состояниями), а для дипольного магнитного и квадрупольного электрического излучений (и для комбинационного рассеяния) запрещены переходы между состояниями различной чётности (т. е. между чётными и нечётными состояниями. В силу этого запрета можно наблюдать, частности в атомных спектрах астрономических объектов, линии, соответствующие магнитным дипольным и электрическим квадрупольным переходам, обладающим очень малой вероятностью по сравнению с дипольными электрическими переходами (т. н. запрещённые линии
).
Наряду с точными О. п. по J
и m>J
существенны приближённые О. п. при дипольном излучении атомов для квантовых чисел, определяющих величины орбитальных и спиновых моментов электронов и проекций этих моментов. Например, для атома с одним внешним электроном азимутальное квантовое число